Un reactor con forma de célula
Científicos han construido un nanorreactor diminuto que imita la estructura de las células vivas para fabricar peróxido de hidrógeno usando solo luz solar y agua. El reactor hueco tiene un núcleo de sulfuro de cadmio recubierto de polidopamina. Combina una cavidad que atrapa la luz con una capa de relevo de protones que trabajan juntas para impulsar la reacción química.
El equipo, del Instituto de Física Química de Dalian de la Academia China de Ciencias, publicó los resultados en el Journal of the American Chemical Society. El reactor logró una tasa de fotosíntesis de peróxido de hidrógeno de 3,24 milimoles por gramo de catalizador por hora.
Por qué importa el peróxido de hidrógeno
El peróxido de hidrógeno es uno de los productos químicos industriales más utilizados. Aparece en el blanqueo, la desinfección, el tratamiento del agua y la fabricación de electrónica. La producción convencional depende de procesos intensivos en energía vinculados a los combustibles fósiles, y el químico a menudo se transporta en forma concentrada, lo que conlleva riesgos.
Fabricar peróxido de hidrógeno en el lugar a partir de luz solar y agua eliminaría gran parte de ese costo y peligro. Debido a que el nuevo sistema funciona con luz visible y agua, evita reactivos agresivos y aportes de alta energía.
Del laboratorio al uso práctico
Los investigadores incrustaron el nanorreactor en un hidrogel reciclable. Dicen que el sistema basado en gel siguió produciendo peróxido de hidrógeno de manera constante bajo luz solar natural al aire libre, lo que mueve la tecnología más allá de una curiosidad de laboratorio.
El enfoque es un paso hacia la fotosíntesis artificial, donde materiales diseñados capturan la luz solar como lo hacen las hojas. Si se amplía, los reactores impulsados por luz solar podrían producir peróxido de hidrógeno localmente y bajo demanda, reduciendo la dependencia de los combustibles fósiles y el transporte peligroso. El equipo dice que los mismos principios de diseño podrían aplicarse a otras reacciones químicas, abriendo nuevos caminos para una fabricación más limpia.